DE4415256A1

DE4415256A1 - Sports training exercise bicycle

Info

Publication number: DE4415256A1
Application number: DE19944415256
Authority: DE
Inventors: Reiner Dr Ing Foerst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-04-30
Filing date: 1994-04-30
Publication date: 1995-11-02

Abstract

The exercise bicycle (1) has an electrical device (2) for varying the resistance force (M) and a measuring device (3) for monitoring the revs of the pedals (4), and 2 values multiplied together for calculating the effective work load. The bicycle can be switched between an isokinetic operating mode and a heart pulse regulation mode, in which the actual heart rate (Hist) of the user is measured and compared with the ideal heart rate (Hsoll), for corresponding adjustment of the resistance force. A fault signal is supplied when the measurement of the heart rate is faulty, with automatic switching from the heart pulse regulation mode to the isokinetic mode in response to this signal, the selected operating mode, the required heart rate, the resistance force and the training time etc. indicated via an alphanumeric display (6).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrrad-Trainingsgerät unter Verwendung einer Vorrichtung zur elektrischen Veränder barkeit des Drehmomentes, einer Meßeinrichtung für die Dreh zahl der Tretkurbel einer Multiplikationseinrichtung zur Be rechnung der Leistung aus dem Drehmoment und der Drehzahl, einer Meßeinrichtung für die Herzpulsfrequenz des Trainieren den und einer Anzeigevorrichtung für Ziffern, Buchstaben und Grafiken.The invention relates to a bicycle training device using an electrical change device Availability of the torque, a measuring device for the rotation number of the crank of a multiplier for loading calculation of power from torque and speed, a measuring device for the heart rate of training and a display device for numbers, letters and Graphics.

Derartige Geräte sind bereits bekannt. In den Schriften PCT/ DE 88/00098, Foerst, "Sportarten-Simulator"; P 43 12 566.2, Foerst. "Verfahren zur Verbesserung eines Fahrrad-Simulators"; P 32 18 086.1, Schleicher, "Fahrrad-Trainingsgerät mit Situations programmierung"; GB 2114901A, Baumeister. "Exercise Apparatus"; DE 34 28 675 A1, Schindling, "Feststehendes Körperbewegungsgerät" P 27 03 025.7-52, Foerst, "Fahrsimulator"; 0199 442 A3, Tsuyama, "Exerciser"; DE 42 22 665 A1, Foerst, "Vorrichtung zur Energie gewinnung durch Körperkraft"; DE 42 12 788 A1, Foerst, "Verfahren zur anschaulichen Darstellung von Leistungsdaten an einem Fahr radtrainer" und DE 42 26 775 A1, Foerst, "Verfahren zur Fahr ausbildung mit Bildschirm" sind Fahrrad, Trainingsgeräte mit Bildschirm beschrieben.Such devices are already known. In the PCT / DE 88/00098, Foerst, "Sports Simulator"; P 43 12 566.2, Foerst. "Method of Improving a Bicycle Simulator"; P 32 18 086.1, Schleicher, "Bicycle training device with situations programming "; GB 2114901A, Baumeister." Exercise Apparatus "; DE 34 28 675 A1, Schindling, "Fixed body movement device" P 27 03 025.7-52, Foerst, "driving simulator"; 0199 442 A3, Tsuyama, "Exerciser"; DE 42 22 665 A1, Foerst, "Device for energy gain by physical strength "; DE 42 12 788 A1, Foerst," method for a clear representation of performance data on a vehicle radtrainer "and DE 42 26 775 A1, Foerst," method for driving training with screen "are bicycle, training equipment with Screen described.

Die Nachteile der bekannten Trainingsgeräte liegen darin, daß sie schwierig zu bedienen sind, daß es bei ihnen keine Mög lichkeit gibt, das Drehmoment mit kleinen Drehzahlveränderungen zu steuern, und daß nicht für Bildung und Unterhaltung des Trai nierenden während des Trainings gesorgt ist.The disadvantages of the known training devices are that they are difficult to use, that there is no possibility for them the torque with small speed changes to control, and that not for education and entertainment of the trai worried during training.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Trai ningsgerät zu schaffen, welches sehr einfach zu bedienen ist und welches den physiologischen Erfordernissen des Trainieren den angepaßt ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, das Trainingsgerät so zu gestalten, daß es zur trainingsbezogenen Bildung und zur Unterhaltung beiträgt. It is therefore an object of the present invention, a trai to create a device that is very easy to use and which the physiological requirements of training which is adapted. Another task is that To design training equipment so that it for training-related Education and entertainment.

Die erste Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, daß das Drehmoment wahlweise in Abhängigkeit von Drehzahlverände rungen oder von der Herzpulsfrequenz veränderbar ist. Für die Bedienung benötigt man erfindungsgemäß nur zwei Sollwerttaster und einen Betriebsarten-Wahltaster. Die zweite Aufgabe wird gemäß Anspruch 2 durch Ausgabe geeigneter Texte gelöst.The first object is achieved in that the torque optionally depending on speed changes or changes in the heart rate. For the According to the invention, operation requires only two setpoint buttons and an operating mode selector button. The second task is solved according to claim 2 by outputting suitable texts.

Bei bekannten Fahrrad-Trainingsgeräten ist entweder das Dreh moment von Hand einstellbar oder es ist mittels Computer vor gebbar. Die natürlichste Art zu trainieren ist es aber, daß kleine Drehmomente bei kleiner Drehzahl und größere bei größerer Drehzahl aufgebracht werden. Der optimale Zusammen hang zwischen Drehzahl und Drehmoment ist dabei nicht linear. Bei geeigneter Drehmoment/Drehzahl-Charakteristik kann man also im Prinzip auf eine manuelle Drehmomentenvorgabe ganz ver zichten. Lediglich zur Anpassung an verschiedenartigen Körperbau ist es empfehlenswert, diese Charakteristik in Richtung der Drehzahl oder des Drehmomentes veränderbar auszuführen.In known bicycle training devices, either is the turning moment can be set manually or it can be set using a computer giveable. The most natural way to train is that small torques at low speed and larger at higher speed can be applied. The optimal combination The relationship between speed and torque is not linear. With a suitable torque / speed characteristic you can So in principle completely on a manual torque specification to breed. Only to adapt to different body types it is recommended to take this characteristic towards the Speed or torque can be changed.

Von Medizinern wird empfohlen, die Herzpulsfrequenz durch Kon ditionstraining während einer gewissen Zeit auf eine gewisse Höhe anzuheben. Damit der Trainierende nicht dauernd die Ist wertanzeige ablesen und seine Leistung demgemäß dosieren muß, was Aufmerksamkeit erfordern würde, die der geistigen Entspan nung, der Unterhaltung oder der Bildung verlorengehen würde, sieht die Erfindung vor, daß die Herzpulsfrequenz automatisch eingeregelt wird, solange die Herzpulsmeßeinrichtung genau genug funktioniert. Bei Fehlern in der Abgabe des Meßwertes soll sofort die andere, oben beschriebene, Betriebsart wirksam werden.It is recommended by doctors to measure the heart rate by con dition training for a certain time on a certain Raise height. So that the exerciser is not always the actual one read the value display and dose its performance accordingly, which would require attention, that of mental relaxation education, entertainment or education would be lost, The invention provides that the heart rate automatically is adjusted as long as the heart rate monitor is accurate enough works. In the event of errors in the delivery of the measured value the other operating mode described above is to take effect immediately become.

Training am Trainingsgerät ist unbeliebt, weil die Motivation für langfristige Anstrengung nicht ausreicht. Erfindungsgemäß soll deshalb das Gerät teils motivieren, teils unterhalten. Die Motivation kann dadurch erhöht werden, daß das Gerät durch ge eignete individuelle Auswertung des Leistungsverlaufs über der Zeit den Trainierenden lobt. Die Angabe gewisser Speisen, die sich der Trainierende mit der aufgewendeten Energie in Kilo kalorien "abtrainiert", fördert ernährungsbewußtes Denken und motiviert ebenfalls. Der Zusammenhang zwischen Konditionssport und Gesundheit ist zwar in vielen Schriften veröffentlicht. Eine verständliche Zusammenstellung dieser Aussagen, gleichzeitig mit dem Training ausgegeben, trägt aber weiterhin zur Motiva tion für das Training bei. Trainierende, denen solche Aussagen zur Genüge bekannt sind, wünschen statt der strengen Informa tionen lieber unterhaltsame Sprüche und Witze. Erfindungsge mäß ist deshalb die Speicherung und zufallsgesteuerte Anzeige einer großen Zahl von Witzen vorgesehen.Training on the training device is unpopular because of the motivation not sufficient for long-term effort. According to the invention Therefore, the device should partly motivate, partly entertain. The Motivation can be increased in that the device by ge suitable individual evaluation of the performance over the Time praises the exerciser. The indication of certain dishes that the exerciser with the energy expended in kilos calories "trained", promotes nutrition-conscious thinking and also motivates. The connection between fitness sports and health is published in many writings. A understandable compilation of these statements, at the same time spent with the training, but continues to contribute to the motives tion for training at. Exercisers to whom such statements are well known, want instead of strict information rather entertaining sayings and jokes. Invention Ge Storage and random display is therefore appropriate a large number of jokes are provided.

Die Erfindung sei nun anhand der Figur näher erläutert:
Ein Fahrrad-Trainingsgerät 1 verwendet eine Vorrichtung 2 zur elektrischen Veränderbarkeit des Drehmomentes M, eine Meßein richtung 3 für die Drehzahl N der Tretkurbel 4, eine Meßein richtung 5 für die Herzpulsfrequenzfrequenz H_ist des Trainie renden und eine Anzeigevorrichtung 6 für Ziffern, Buchstaben und Grafiken. Weiterhin sind vorgesehen: Ein Taster 7 zur Wahl der beiden Betriebsarten "Isokinetik" (wobei das Drehmoment von der Drehzahl abhängig ist) und "Herzpulsregelung", zwei Taster 8 und 9 zur Sollwertvorgabe (8 für "tiefer" und 9 für "höher"), eine Vorrichtung 10 zur Umschaltung der Funktionen der beiden Sollwerttaster in Abhängigkeit von der Betriebsart, ein Kenn linienbildner 11, in dem für jede Drehzahl N ein Drehmoment M abgreifbar ist und bei dem die Drehzahl/Drehmoment-Kennlinie mittels der beiden Taster 8 und 9 verschiebbar ist, ein Soll wertbildner 12 für einen Herzpulsfrequenz-Sollwert H_soll, der mit den beiden Tastern 8 und 9 veränderbar ist, eine Subtrak tionsvorrichtung 13, in der der Istwert H_ist vom Sollwert H_soll subtrahierbar ist, ein Regler 14, dem die Differenz H_soll- H_ist zuführbar ist und dessen Ausgang M_soll der Vorrichtung 2 zur elektrischen Veränderbarkeit des Drehmomentes M zuführbar ist, eine Einrichtung 15 zur Abgabe eines Fehlersignals E bei fehlerhafter Herzpulsfrequenzmessung und eine Einrichtung 16 zur automatischen Umschaltung auf die Betriebsart "Isokinetik" bei Abgabe des Fehlersignals E. Zur Unterhaltung, Information und Bildung sind weiterhin ein Textgenerator 17, eine Zuord nungseinrichtung 18 und ein Zufallsgenerator 19 vorgesehen. The invention will now be explained in more detail with reference to the figure:
A bicycle training device 1 uses a device 2 for the electrical variability of the torque M, a measuring device 3 for the speed N of the pedal crank 4 , a measuring device 5 for the heart rate H _is the training end and a display device 6 for numbers, letters and graphics . The following are also provided: a button 7 for selecting the two operating modes "isokinetics" (the torque being dependent on the speed) and "heart rate control", two buttons 8 and 9 for specifying the setpoint ( 8 for "lower" and 9 for "higher") , A device 10 for switching over the functions of the two setpoint buttons depending on the operating mode, a characteristic line generator 11 in which a torque M can be tapped for each speed N and in which the speed / torque characteristic can be shifted by means of the two buttons 8 and 9 is a target wertbildner 12 _{is intended} for a heart pulse rate target value H, connected to the two push buttons 8 and 9 can be changed, a Subtrak tion device 13 in which the actual value _is H _to the target value H is subtracted, a regulator 14, the difference H _soll - H _{ist can be} fed and its output M _{should be} fed _to the device 2 for the electrical variability of the torque M, a device 15 for emitting an error signal E be i faulty heart rate measurement and a device 16 for automatically switching to the "isokinetics" mode when the error signal E. is issued. For entertainment, information and education, a text generator 17 , an assignment device 18 and a random generator 19 are also provided.

In der Zuordnungseinrichtung 18 werden leistungsbezogene Texte der Leistung und der Zeit und Energie- und ernährungsbezogene Texte der Kalorienzahl zugeordnet. Der Zufallsgenerator 19 sorgt dafür, daß Texte über Konditionstraining, Gesundheit und Fitneß sowie unterhaltsame Texte wie Witze in zufälliger Reihenfolge und mit zufälligen Abständen erscheinen.In the allocation device 18 , performance-related texts of performance and time and energy and nutrition-related texts are assigned to the number of calories. The random generator 19 ensures that texts about fitness training, health and fitness as well as entertaining texts such as jokes appear in a random order and at random intervals.

Claims

1. Bicycle training device ( 1 ) using a device ( 2 ) for the electrical variability of the torque (M), a measuring device ( 3 ) for the speed (N) of the pedal crank ( 4 ), a multiplication device for calculating the power from the torque (M) and the speed (N), a measuring device ( 5 ) for the heart rate (H _ist ) of the exercising person and a display device ( 6 ) for digits, letters and graphics, characterized in that

a) a button ( 7 ) for selecting the two operating modes "isokinetics" and "heart rate control",
b) two buttons ( 8 and 9 ) for specifying the setpoint,
c) a device ( 10 ) for switching over the functions of the two setpoint buttons ( 8 and 9 ) as a function of the operating mode,
d) a characteristic curve generator ( 11 ) in which a torque (M) can be tapped for each speed (N) and in which the speed-torque characteristic curve can be shifted by means of the two buttons ( 8 and 9 ),
e value () is a set value former (12) for a heart pulse rate target H _soll), which is bar with the two push buttons (8 and 9) Variegated,
f) a subtraction device ( 13 ) in which the actual value (H _ist ) can _be subtracted from the target value H _soll ,
g) a controller ( 14 ) to which the difference (H _soll -H _ist ) can be fed and whose output (M _soll ) can be fed _to the device ( 2 ) for the electrical variability of the torque (M),
h) a device ( 15 ) for emitting an error signal (E) in the event of defective heart rate measurement and
i) a device ( 16 ) for automatically switching to the "isokinetic" mode when the error signal (E) is provided and that
j) the selected operation mode, the ordinal number of the selected characteristic, the rotational speed (N), the heart pulse rate target value (H _set), the heart pulse rate value _(H), the torque (M), the power, the training time and the number of calories can be displayed on the display device ( 6 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that

a) a text generator ( 17 ),
b) an allocation device ( 18 ) and
c) a random generator ( 19 )

are provided and that with the help of these facilities

d) depending on performance and time, performance-related texts,
e) depending on the number of calories energy and nutrition related texts and
f) texts about fitness training, health and fitness and entertaining texts such as jokes can be displayed on the display device ( 6 ) in a random order.